CN105938808B - 制造装置以及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种制造装置以及制造方法。沿着在QFN基板上设定成格子状的多个切断线分成三个阶段将QFN基板切断。首先，在沿着QFN基板的长度方向的切断线处，对与引线框架的连接杆的厚度大致相当的部分进行切削而形成切削槽。接着，在沿着QFN基板的宽度方向的切断线处，将引线框架和密封树脂一并切断。接着，在沿着QFN基板的长度方向的切削槽中，将与剩余的密封树脂的厚度相当的部分切断。通过在切削槽中仅将密封树脂的部分切断，最终能够减小将QFN基板单片化成QFN产品时的加工负荷。因而，能够防止QFN产品从切断用夹具的预定位置偏移或飞散。

Description

制造装置以及制造方法
技术领域
本发明涉及用于对将被切断物切断而将被切断物单片化而成的多个产品进行制造的制造装置以及制造方法。
背景技术
将包括印刷基板、引线框架等的基板假想地划分成格子状的多个区域，在各个区域中安装芯片状的元件(例如半导体芯片)，之后，对整个基板进行树脂密封，将由此形成的构件称为已密封基板。利用使用了旋转刀等的切断机构将已密封基板切断，单片化成各个区域单位的构件成为产品。
以往以来，使用制造装置并利用旋转刀等切断机构将已密封基板的预定区域切断。首先，在安装到切断用载置台的切断用夹具之上载置并吸附已密封基板。接着，对已密封基板进行对准(对位)。通过进行对准，对用于将多个区域划分开的假想的切断线的位置进行设定。接着，使切断机构和吸附有已密封基板的切断用载置台相对移动。将切削水朝向已密封基板的切断部位喷射，同时利用切断机构沿着设定到已密封基板的切断线切断已密封基板。可制造出通过切断已密封基板来将已密封基板单片化而成的产品。
随着半导体的微细化的发展，存在所制造的产品越来越小的倾向。具有一边为2mm以下的尺寸的产品也正在增加。若产品变小，则切断用夹具的吸附孔的直径也变小，吸附产品的吸附力变小。若吸附产品的吸附力变小，则产生如下现象：在例如由旋转刀产生的加工负荷、切削水等外力的作用下，单片化而成的产品从切断用夹具的预定位置偏移或飞散。若产生这些现象，则产品产生碎片、裂纹等，使产品的品质显著降低。此外，使产品的成品率较大程度地恶化。因而，在产品较小的情况下，通过使切断用载置台的移动速度慢于通常的速度(例如为通常的速度的1/10左右)等，以减小加工负荷的方式进行了切断。
近年来，移动电话、个人计算机等电子设备的小型化、多功能化得以发展，正强烈要求能够高密度地进行安装的安装技术。作为高密度安装技术之一，使用由铜(Cu)、42合金(Fe－Ni)等金属形成的引线框架来制造的被称为QFN(四侧无引脚扁平封装：Quad FlatNon-leaded Package)的产品(半导体装置)备受瞩目。对搭载到引线框架的预定区域(芯片焊盘)的多个半导体芯片一并进行树脂密封，沿着切断线切断，从而制造QFN。以下，将为了制造QFN而对搭载到引线框架的多个半导体芯片一并进行树脂密封而成的已密封基板称为QFN基板，将通过对QFN基板进行单片化而制造成的产品称为QFN产品。
QFN基板的切断部成为引线框架所包含的细长的部分(连接杆)和进行树脂密封而成的密封树脂的多层构造体。在利用旋转刀将金属和密封树脂一并切断时，将由不同的材质形成的包括金属和密封树脂的多层构造体一并切断，因此加工负荷变大。尤其是，在作为引线框架的材料使用作为韧性材料(具有即使在超过了弹性极限的应力的作用下、物体也不会被破坏而会被拉长的性质的材料)的铜的情况下，旋转刀容易产生堵塞。此外，加工负荷变得更大。若加工负荷变大，则单片化而成的产品容易从切断用夹具的预定位置偏移或飞散。在将QFN基板单片化的情况下，与将通常的已密封基板单片化的情况相比，必须使切断用载置台的移动速度更慢来进行切断。因而，存在制造QFN产品时的生产率降低这样的问题。
在制造QFN等半导体装置时，作为能够谋求提高半导体装置的生产率的半导体装置单元，提出了如下半导体装置单元：“一种半导体装置单元，(省略)，各个半导体元件搭载于被设置于引线框架的多个半导体元件搭载部，(省略)，各半导体元件被密封树脂密封，(省略)沿着由所述密封树脂形成的各半导体装置的外周进行切断，从而能够获得多个半导体装置，其中，(省略)沿着在获得多个半导体装置时将要切断的切断部位在所述密封树脂的上表面形成有凹部”(例如，参照日本特开2002－343817号公报的段落〔0012〕、图1、图2)。
根据该现有技术，为了在密封树脂的上表面形成凹部，在模具构件的内表面形成凸部(参照日本特开2002－343817号公报的段落〔0034〕、图5)。因而，存在用于形成密封树脂的模具构件(成形模具)的制造成本增大这样的问题。此外，日本特开2002－343817号公报所公开的半导体装置单元(QFN单元)10是通过在切断时使用粘着片来进行切断而制造成的(例如，参照日本特开2002－343817号公报的段落〔0030〕、图4)。因而，存在通过切断(单片化)来制造产品时的运行成本增大这样的问题。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种制造装置以及制造方法，其中，该制造装置以及制造方法能够抑制制造产品时的生产率的降低、成形模具的制造成本的增大、制造产品时的运行成本的增大中的至少任意一者并将被切断物单片化来制造产品。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明的制造装置是在通过对被切断物进行切断来制造与多个区域的每一个区域相对应的多个产品时被使用，该被切断物具有沿着第1方向延伸的多个第1切断线、沿着与第1方向相交的第2方向延伸的多个第2切断线、分别由第1切断线和第2切断线围成的多个区域，该制造装置包括：载置台，其用于载置被切断物；旋转刀，其用于切断被切断物；移动机构，其用于使载置台和旋转刀以相对的移动速度相对移动；以及控制部，其至少控制旋转刀的旋转和由移动机构进行的移动，控制部对制造装置进行控制，以使制造装置进行如下动作。
(1)在多个第1切断线处、旋转刀以第1移动速度切断被切断物的第1动作。
(2)在多个第2切断线处、旋转刀以第2移动速度对被切断物的整个厚度中的一部分的厚度进行切削、从而形成切削槽的第2动作。
(3)在切削槽中、旋转刀以第3移动速度切断被切断物的整个厚度中的剩余的厚度的第3动作。
本发明的制造装置根据上述的制造装置，其中，被切断物包括基板、分别设置到基板上的多个区域中的功能元件。
本发明的制造装置根据上述的制造装置，其中，被切断物包括基板、分别设置到基板上的多个区域中的功能元件以及用于对功能元件进行保护的密封树脂。
本发明的制造装置根据上述的制造装置，其中，基板是引线框架，旋转刀的厚度大于引线框架所包含的连接杆的宽度。
本发明的制造装置根据上述的制造装置，其中，多个产品是QFN产品。
本发明的制造装置根据上述的制造装置，其中，第3移动速度与第2移动速度相同或第3移动速度比第2移动速度慢。
为了解决上述问题，本发明的制造方法是如下制造方法，在该制造方法中，通过对被切断物进行切断，来制造与多个区域的每一个区域相对应的多个产品，该被切断物具有沿着第1方向延伸的多个第1切断线、沿着与第1方向相交的第2方向延伸的多个第2切断线、分别由第1切断线和第2切断线围成的所述多个区域，其中，该制造方法包括：准备制造装置的工序，该制造装置包括：载置台，其用于载置被切断物；旋转刀，其用于切断被切断物；以及移动机构，其用于使载置台和旋转刀以相对的移动速度相对移动；第1工序，在该第1工序中，在多个第1切断线处，旋转刀以第1移动速度切断被切断物；第2工序，在该第2工序中，在多个第2切断线处，旋转刀以第2移动速度对被切断物的整个厚度中的一部分的厚度进行切削，从而形成切削槽；以及第3工序，在该第3工序中，在切削槽中，旋转刀以第3移动速度切断被切断物的整个厚度中的剩余的厚度。
本发明的制造方法根据上述的制造方法，其中，被切断物包括基板和分别设置到基板上的多个区域中的功能元件。
本发明的制造方法根据上述的制造方法，其中，被切断物包括基板、分别设置到基板上的多个区域中的功能元件以及用于保护功能元件的密封树脂。
本发明的制造方法根据上述的制造方法，其中，基板是引线框架，旋转刀的厚度大于引线框架所包含的连接杆的宽度。
本发明的制造方法根据上述的制造方法，其中，多个产品是QFN产品。
本发明的制造方法根据上述的制造方法，其中，第3移动速度与第2移动速度相同或第3移动速度比第2移动速度慢。
发明的效果
根据本发明，控制部对在多个第1切断线处旋转刀切断被切断物的第1动作、在多个第2切断线处旋转刀通过对被切断物的整个厚度中的一部分的厚度进行切削而形成切削槽的第2动作、在切削槽中旋转刀切断被切断物的整个厚度中的剩余的厚度的第3动作进行控制。由此，能够减小将由多层构造体形成的被切断物单片化来制造产品时的加工负荷。因而，能够防止产品从载置台的预定位置偏移或飞散。因而，第1，能够抑制制造产品时的生产率的降低。第2，无需在成形模具的内表面形成凸部，因此，能够抑制成形模具的制造成本的增大。第3，无需使用粘着片，因此，能够抑制制造产品时的运行成本的增大。
本发明的上述目的、特征、技术方案以及其他目的、特征、技术方案及其优点根据与附图相关联地理解的、与本发明相关的如下详细的说明变得明确。
附图说明
图1的(a)是将要利用本发明的一个实施方式的制造装置切断的QFN基板的俯视图，图1的(b)是A－A线剖视图。
图2的(a)是表示将图1的(a)、图1的(b)所示的QFN基板切断之前的状态的俯视图，图2的(b)是表示将QFN基板单片化后的状态的俯视图。
图3的(a)是图1的(a)、图1的(b)所示的QFN基板被单片化而成的QFN产品的仰视图，图3的(b)是立体图。
图4的(a)是在本发明的一个实施方式的制造装置中使用的切断用夹具的俯视图，图4的(b)是B－B线剖视图。
图5的(a)是表示使用本发明的一个实施方式的制造装置沿着QFN基板的长度方向正在切削QFN基板的整个厚度的一部分的状态的俯视图，图5的(b)是C－C线剖视图。
图6的(a)是表示使用本发明的一个实施方式的制造装置沿着QFN基板的宽度方向正在将与QFN基板的整个厚度相当的部分切断的状态的俯视图，图6的(b)是D－D线剖视图。
图7的(a)是表示使用本发明的一个实施方式的制造装置沿着QFN基板的长度方向正在将QFN基板的整个厚度中的剩余的部分切断的状态的俯视图，图7的(b)是E－E线剖视图。
图8是表示本发明的一个实施方式的制造装置的概要的俯视图。
附图标记说明
1、QFN基板(被切断物)；2、引线框架(基板)；3、半导体芯片(功能元件)；4、芯片焊盘；4a、芯片焊盘的下表面；5、引脚；5a、引脚的下表面；5b、引脚的侧面；6、连接杆；7、接合线；8、密封树脂；9、切断线(第1切断线、第2切断线)；10、切断线(第2切断线、第1切断线)；11、区域；12、旋转刀；13、QFN产品(产品)；14、切断用载置台(载置台)；15、切断用夹具；16、金属板；17、树脂片；18、突起部；19、吸附孔；20、空间；21、22、切断槽；23、切削槽；24、26、切断痕迹；25、中间体；27、制造装置；28、基板供给机构；29、移动机构；30、旋转机构；31、主轴；32、检查用载置台；33、已切断的QFN基板；34、托盘；A、基板供给模块；B、基板切断模块；C、检查模块；CTL、控制部。
具体实施方式
如图7的(a)、图7的(b)所示，沿着在QFN基板1上被设定成格子状的多个切断线分成三个阶段对QFN基板1进行切断。首先，在沿着QFN基板1的长度方向延伸的切断线9处，对与引线框架2的连接杆6的厚度大致相当的部分进行切削而形成切削槽23(进行半切割)。接着，在沿着QFN基板1的宽度方向延伸的切断线10处将与QFN基板的所有厚度(整个厚度)相当的部分、换言之将引线框架2和密封树脂8一并切断(进行全切割)。接着，在沿着QFN基板1的长度方向延伸的切削槽23中，将剩余的与密封树脂8的厚度相当的部分切断。通过在切削槽23中仅将密封树脂8的部分切断，能够减小最终将QFN基板1单片化成QFN产品13时的加工负荷。因而，能够防止QFN产品13从切断用夹具15的预定位置偏移或飞散。
【实施例1】
参照图1的(a)～图7的(b)对本发明的制造装置的实施例1进行说明。为了容易理解，对于本申请文件中的任一附图都适当省略或夸张而示意性地示出。对于相同构成要素标注相同的附图标记而适当省略说明。
如图1的(a)、图1的(b)所示，QFN基板1具有引线框架2。在引线框架2上呈格子状排列有用于分别搭载半导体芯片(功能元件)3的半导体芯片搭载部(芯片焊盘：日文：ダイパッド)4。引线框架2由铜(Cu)、42合金(Fe－Ni)等金属形成，表面被实施了无铅的镀锡处理(未图示)。在各芯片焊盘4的周围配置有许多引脚5。在图1的(a)、图1的(b)中，与半导体芯片3的电极(未图示)连接的引脚5分别在芯片焊盘4的周围的各边配置有四个。配置到各芯片焊盘4的周围的许多引脚5分别与引线框架2中的作为呈格子状排列的金属框的连接杆6相连。
在图1的(a)中，示出了沿着长度方向(图中的上下方向)排列有四个、沿着宽度方向(图中的左右方向)排列有三个、共计排列有12个芯片焊盘4的引线框架2。若是例如一边为2mm以下的较小的QFN产品，则在一张QFN基板1上可搭载4,000个～6,000个左右的半导体芯片3。
如图1的(b)所示，在各芯片焊盘4上分别搭载有半导体芯片3。设置到各半导体芯片3的电极(未图示)借助由金线或铜线形成的接合线7与配置到芯片焊盘4的周围的引脚5电连接。搭载到引线框架2的芯片焊盘4的所有的半导体芯片3以及接合线7被密封树脂8一并树脂密封。QFN基板1是具有引线框架2和密封树脂8的多层构造体。QFN基板1是最终被切断而进行单片化的被切断物。
如图1的(a)所示，在QFN基板1上，在沿着长度方向排列的连接杆6的中心线上设定有沿着长度方向延伸的多个切断线9。同样地，在沿着宽度方向排列的连接杆6的中心线上设定有沿着宽度方向延伸的多个切断线10。多个切断线9和多个切断线10是假想地设定于QFN基板1上的格子状的切断线。
如图1的(b)所示，切断线9以及切断线10处的QFN基板1的切断部的构造是在由金属形成的连接杆6之上形成有密封树脂8的多层构造体(双层构造体)。因而，通过将层叠连接杆6和密封树脂8而成的多层构造体切断，QFN基板1被单片化。由切断线9和切断线10围成的多个区域11分别与单片化而成的QFN产品相对应。
如图2的(a)所示，沿着QFN基板1的多个切断线9以及多个切断线10使用例如具有旋转刀12的切断机构(未图示)而将QFN基板1切断。在该情况下，使用厚度比连接杆6的宽度大的旋转刀12将QFN基板1切断。旋转刀12的厚度大于连接杆6的宽度，因此，利用旋转刀12将连接杆6在整个宽度上切断。因而，在完成了切断之后，连接杆6被完全去除。在图2的(a)中，例如，引线框架2的连接杆6的宽度形成为0.2mm，使用厚度为0.3mm的旋转刀12将QFN基板1切断。
如图2的(b)所示，通过将QFN基板1切断而使其单片化，可制造QFN产品13。通过连接杆6被完全去除，与连接杆6相连的各个引脚5被从连接杆6切除。因而，单片化而成的QFN产品13的各引脚5分别与连接杆6分离而成为电气独立的端子。作为电气独立的端子的引脚5借助接合线7与半导体芯片3的电极(未图示)连接。QFN产品13是在俯视时在产品的外部不带有电连接用的引脚的无引脚型的产品。在产品的外部不带有引脚，因此，能够减小产品的安装面积。此外，在图2的(a)、图2的(b)中，为了表示QFN基板1以及QFN产品13的内部的状态，省略了密封树脂8的图示。
图3的(a)、图3的(b)分别示出了从下表面观察单片化而成的QFN产品13的状态。在QFN产品13的下表面的四边上分别排列有作为电气独立的端子的引脚5。在图3的(a)、图3的(b)中，在各边分别排列有四个引脚5。在单片化而成的QFN产品13中，芯片焊盘4的下表面4a以及各引脚5的下表面5a(参照图1的(a)、图1的(b))仍旧维持着被镀处理后的最初的状态。然而，被旋转刀12切断了的各引脚5的侧面5b由于被切断而成为没有进行镀处理的原来的金属暴露了的状态。因而，被进行了镀处理的引脚5的下表面5a被用作QFN产品13的电极。以QFN产品13的各引脚5的下表面5a通过锡料等与例如印刷基板(PCB：Printed CircuitBoard)等连接的方式，使用QFN产品13。
如图4的(a)、图4的(b)所示，切断用载置台14是在制造装置中用于切断QFN基板1而使QFN基板1单片化的载置台。在切断用载置台14安装有与产品相对应的切断用夹具15。切断用夹具15具有金属板16和被固定于金属板16之上的树脂片17。树脂片17为了缓和机械冲击而要求适度的柔软性。树脂片17优选由例如有机硅系树脂、氟系树脂等形成。为了降低制造装置的应用成本，切断用载置台14相对于多个产品是通用的，仅切断用夹具15与产品的大小、数量相对应地更换。
在切断用夹具15的树脂片17设有用于分别吸附并保持QFN基板1上的多个区域11的多个台地状的突起部18。在图4的(a)中，示出了沿着长度方向有6个、沿着宽度方向有三个、共计有18个突起部18。在切断用夹具15分别设有多个从多个突起部18的表面贯通树脂片17和金属板16的吸附孔19。多个吸附孔19分别与设于切断用载置台14的空间20相连。切断用载置台14的空间20与设于外部的吸引机构(未图示)连接。QFN基板1中的多个区域11被各自对应的吸附孔19吸附于切断用夹具15。
如图4的(a)所示，例如，以与图1的(a)、图1的(b)所示的沿着QFN基板1的长度方向延伸的切断线9相对应的方式设有沿着长度方向延伸的多个切断槽21。同样地，以与沿着宽度方向延伸的切断线10相对应的方式设有沿着宽度方向延伸的多个切断槽22。多个切断槽21沿着树脂片17(切断用夹具15)的长度方向形成，多个切断槽22沿着树脂片17(切断用夹具15)的宽度方向形成。多个切断槽21的深度以及多个切断槽22的深度(从突起部18的上表面到各槽的内底面的距离)被设定为0.5mm～1.0mm左右。
参照图5的(a)～图7的(b)说明将QFN基板1切断而使QFN基板1单片化的工序。首先，如图5的(a)、图5的(b)所示，以QFN基板1中的引线框架2那一侧的面朝上的方式将QFN基板1载置于切断用载置台14。在该状态下，制造装置的切断用载置台14以宽度方向沿着X方向、长度方向沿着Y方向的方式配置。
在将QFN基板1载置到切断用载置台14的状态下，QFN基板1的各区域11分别被载置于被固定到切断用载置台14之上的切断用夹具15的突起部18之上。因而，沿着QFN基板1的长度方向延伸的多个切断线9被配置于沿着切断用夹具15的长度方向形成的多个切断槽21之上。同样地，沿着QFN基板1的宽度方向延伸的多个切断线10被配置于沿着切断用夹具15的宽度方向形成的多个切断槽22(参照图4的(a))之上。在将QFN基板1载置到切断用载置台14的预定位置的状态下，利用设于切断用夹具15的各吸附孔19分别吸附QFN基板1的各区域11。通过切断用夹具15分别吸附各区域11，将QFN基板1固定于切断用载置台14。
接着，使切断用载置台14和切断机构(未图示)相对移动。“相对移动”这样的用语包含如下三个形态。这些形态是固定切断用载置台14而使切断机构移动的形态、固定切断机构而使切断用载置台14移动的形态以及使切断用载置台14和切断机构这两者移动的形态。在实施例1中，示出了固定切断机构而使切断用载置台14移动的形态。具体而言，示出了使用被安装到切断机构的旋转刀12而将QFN基板1切断的形态。
如图5的(a)、图5的(b)所示，在制造装置中，切断用载置台14能够沿着图中的Y方向移动，且能够沿着θ方向转动。切断机构(未图示)能够沿着X方向以及Z方向移动，旋转刀12与切断机构一起沿着X方向以及Z方向移动。在本实施例中，使用厚度比连接杆6的宽度大的旋转刀12(参照图2的(a)、图2的(b))。
接着，如图5的(b)所示，在QFN基板1的外侧，使安装到切断机构的旋转刀12下降。使旋转刀12下降直到旋转刀12的下端达到比QFN基板1所具有的引线框架2的下表面、具体而言是沿着QFN基板1的长度方向配置的连接杆6(参照图1的(a)、图1的(b))的下表面深的位置。优选使旋转刀12下降，以使旋转刀12的下端比引线框架2的下表面深0.1mm～0.2mm左右。使旋转刀12与沿着QFN基板1的长度方向延伸的切断线9的位置对齐并例如以30,000rpm～40,000rpm左右高速旋转。接着，使用移动机构(未图示)而使切断用载置台14朝向+Y方向移动。使切断用载置台14例如以与将面积较大的通常的产品切断时的条件相同的移动速度(例如200mm/秒)移动。利用高速旋转着的旋转刀12按照沿着QFN基板1的长度方向延伸的切断线9对形成有引线框架2的部分(与引线框架2的厚度大致相当的部分)进行切削。换言之，实质上沿着切断线9仅切断引线框架2。
旋转刀12的下端下降到了比引线框架2的下表面深的位置，因此，形成有引线框架2的连接杆6(参照图1的(a)、图1的(b))的部分(与引线框架2的厚度大致相当的部分)在连接杆6的整个宽度上被切削。按照沿着QFN基板1的长度方向延伸的切断线9对密封树脂8的一部分进行切削，密封树脂8的大部分没有被切削而剩余。在该状态下，切削槽23(图5的(a)所示的粗虚线的部分)沿着QFN基板1的长度方向形成。沿着设定在QFN基板1的长度方向上的所有切断线9对形成有引线框架2的部分(与引线框架2的厚度大致相当的部分)进行切削。在图5的(a)中，从图中的左侧的切断线9起依次进行切削。
与切断密封树脂8时的加工负荷相比，切断由韧性材料形成的引线框架2时的加工负荷由于旋转刀12容易堵塞而变大。因而，在QFN基板1中，首先对加工负荷较大的形成有引线框架2的连接杆6(参照图1的(a)、图1的(b))的部分(与引线框架2的厚度大致相当的部分)进行切削。
接着，如图6的(a)所示，使用旋转机构(未图示)而使切断用载置台14旋转90度。在该状态下，沿着QFN基板1的宽度方向延伸的切断线10沿着Y方向配置。在QFN基板1的长度方向上，沿着长度方向上的切断线9形成有切削槽23(图中所示的粗虚线的部分)。
接着，如图6的(b)所示，在QFN基板1的外侧，使旋转刀12下降直到旋转刀12的下端达到比QFN基板1所具有的密封树脂8的下表面深的位置。优选使旋转刀12下降，以使旋转刀12的下端比密封树脂8的下表面深0.1mm～0.2mm左右。接着，使旋转刀12与沿着QFN基板1的宽度方向延伸的切断线10的位置对齐并高速旋转。接着，使用移动机构(未图示)使切断用载置台14朝向+Y方向以通常的移动速度即200mm/秒移动。利用高速旋转着的旋转刀12沿着设定在QFN基板1的宽度方向上的切断线10将形成有引线框架2以及密封树脂8的部分(与QFN基板1的整个厚度相当的部分)一并切断。
旋转刀12的下端下降到比密封树脂8的下表面深的位置，因此，形成有引线框架2的连接杆6(参照图1的(a)、图1的(b))以及密封树脂8的部分在连接杆6的整个宽度上被切断。在该状态下，狭缝状的切断痕迹24(图6的(a)所示的粗实线的部分)沿着QFN基板1的宽度方向形成。通过沿着QFN基板1的宽度方向对与QFN基板1的整个厚度相当的部分进行切断，形成中间体25(图中以网格表示的部分)。在中间体25中，沿着宽度方向排列的三个区域11相连。中间体25利用与两根切断线10相对应的切断痕迹24分离。沿着设定在QFN基板1的宽度方向上的所有切断线10将形成有引线框架2以及密封树脂8的部分一并切断。在图6的(a)中，从图中的左侧的切断线10起依次进行切断。在该过程中，QFN基板1的两端(图6的(a)中的左端以及右端)中的不要部分被切除而被去除。
沿着QFN基板1的宽度方向将层叠引线框架2和密封树脂8而成的多层构造体即QFN基板1一并切断。引线框架是韧性材料，因此，在切断时旋转刀12容易堵塞，加工负荷变大。因而，与单独切断引线框架2或密封树脂8的情况相比，由于将引线框架2和密封树脂8一并切断，加工负荷变得更大。然而，在该状态下，利用沿着宽度方向排列的三个区域11所具有的各个吸附孔19(参照图4的(a)、图4的(b))将中间体25稳定地吸附到切断用夹具15。因而，在使切断用载置台14以通常的移动速度移动而沿着宽度方向将QFN基板1切断了的情况下，中间体25也不会从切断用夹具15的预定位置偏移或飞散。在实际的QFN基板1中，沿着宽度方向排列有40个～60个左右的区域11，因此，中间体25被稳定地吸附于切断用夹具15。
接着，如图7的(a)所示，使用旋转机构(未图示)使切断用载置台14旋转90度。在该状态下，沿着QFN基板1的长度方向形成的切削槽23沿着Y方向配置。沿着QFN基板1的宽度方向形成的切断痕迹24沿着X方向配置。6个中间体25分别利用沿着QFN基板1的宽度方向将与QFN基板1的整个厚度相当的部分切断而成的各个切断痕迹24彼此分离。
接着，如图7的(b)所示，在中间体25的集合体的外侧，使旋转刀12下降，直到旋转刀12的下端达到比QFN基板1所具有的密封树脂8的下表面深的位置。优选使旋转刀12下降，以使旋转刀12的下端比密封树脂8的下表面深0.1mm～0.2mm左右。接着，使旋转刀12与沿着QFN基板1的长度方向形成的切削槽23(图7的(a)所示的粗虚线的部分)的位置对齐并高速旋转。接着，使切断用载置台14朝向+Y方向以通常的移动速度即200mm/秒移动。利用高速旋转着的旋转刀12按照沿着QFN基板1的长度方向形成的切削槽23将形成有密封树脂8的剩余的部分(与密封树脂8的厚度大致相当的部分)切断。
旋转刀12的下端下降到了比密封树脂8的下表面深的位置，因此，形成有密封树脂8的剩余的部分沿着切削槽23被全部切断。在该状态下，与QFN基板1的整个厚度相当的部分被切断而成的切断痕迹26(图7的(a)所示的粗实线的部分)沿着QFN基板1的长度方向形成。按照沿着QFN基板1的长度方向形成的所有切削槽23将形成有密封树脂8的剩余的部分切断。在图7的(a)中，从图中的左侧的切削槽23起依次进行切断。在该过程中，QFN基板1的两端(图7的(a)中的左端以及右端)的不要部分被切除而被去除。
通过按照沿着QFN基板1的长度方向形成的切削槽23将密封树脂8的剩余的部分切断，QFN基板1被沿着长度方向完全切断。由此，如图7的(a)所示，利用沿着宽度方向形成的切断痕迹24和沿着长度方向形成的切断痕迹26单片化而成的QFN产品13被分别制造出。
如图7的(b)所示，制造成的QFN产品13被各自对应的吸附孔19吸附于切断用夹具15。在最后将中间体25切断而进行单片化时的加工负荷较大的情况下，QFN产品13有时从切断用夹具15的预定位置偏移或飞散。在本实施例中，按照沿着QFN基板1的长度方向形成的切削槽23将形成有密封树脂8的剩余的部分最后切断而单片化成QFN产品13。因而，在单片化成QFN产品13时，实质上仅切断与密封树脂8的厚度相当的部分，因此，能够减小加工负荷。能够减小最终单片化时的加工负荷，因此，在使切断用载置台14以通常的移动速度移动而将QFN基板1单片化成QFN产品13的情况下，也能够防止QFN产品13从切断用夹具15的预定位置偏移或飞散。
在本实施例中，在将QFN基板1单片化成QFN产品13的情况下，沿着设定于QFN基板1的多个切断线分成三个阶段将QFN基板1切断。首先，按照沿着QFN基板1的长度方向设定的切断线9对形成有引线框架2的部分进行切削。在该工序中，使切断用载置台14以通常的移动速度即200mm/秒移动，仅对与引线框架2的厚度相当的部分进行切削。由此，与QFN基板1的整个厚度中的一部分的厚度相当的部分沿着QFN基板1的长度方向被切削。接着，沿着QFN基板1的宽度方向将层叠引线框架2和密封树脂8而成的多层构造体一并切断。在该工序中，使切断用载置台14以通常的移动速度即200mm/秒移动，沿着QFN基板1的宽度方向将与QFN基板1的整个厚度相当的部分切断。接着，按照沿着QFN基板1的长度方向形成的切削槽23将形成有密封树脂8的剩余的部分切断。在该工序中，使切断用载置台14以通常的移动速度即200mm/秒移动，将QFN基板1沿着长度方向完全切断。通过分成三个阶段将QFN基板1切断，将QFN基板1单片化成QFN产品13。
根据本实施例，最后按照沿着QFN基板1的长度方向形成的切削槽23仅将形成有密封树脂8的剩余的部分切断。由此，将QFN基板1单片化成QFN产品13。最后仅将形成有密封树脂8的剩余的部分切断，因此，能够减小单片化成QFN产品13时的加工负荷。因而，在以与将面积较大的通常的产品切断时的条件相同的移动速度使切断用载置台14移动而单片化成QFN产品13的情况下，也能够防止QFN产品13从切断用夹具15的预定位置偏移或飞散。在制造具有一边为2mm以下的较小的尺寸的QFN产品的情况下，也能够防止从切断用夹具15的预定位置偏移或飞散。因而，能够提高QFN产品的品质、成品率。
根据本实施例，与将面积较大的通常的产品单片化的情况同样地，能够使切断用载置台14以与通常的移动速度相同的移动速度即200mm/秒移动而将QFN基板1切断而将QFN基板1单片化。在以与通常的移动速度相同的移动速度使切断用载置台14移动而将QFN基板1切断了的情况下，也能够防止QFN产品13从切断用夹具15的预定位置偏移或飞散。由此，无需采用使作为以往的方法的、将最后切断而进行单片化时的切断用载置台14的移动速度减慢至1/10左右而进行单片化的方法。因而，与以往的以两个阶段进行切断的情况相比，通过如本实施例那样分成三个阶段将QFN基板1切断，能够提高切断用载置台14的实质上的移动速度。因而，能够提高制造装置的生产率，能够降低制造装置的应用成本。
“与通常的移动速度相同的移动速度”这样的用语是指实质上相同的移动速度。即使与通常的制造装置的移动速度相比较，某一制造装置的移动速度稍微变慢，只要该移动速度稍微变慢的制造装置与通常的制造装置相比较能够实现相同程度的UPH(每小时件数：Unit Per Hour)，就能够认为是“与通常的移动速度相同的移动速度”。
尤其是，随着近年来的QFN基板1的大型化和QFN产品13的小型化的发展，切断一张QFN基板1而制造许多QFN产品13的情况下的旋转刀12的移动距离变长。根据本发明，于在切断一张QFN基板1时旋转刀12的移动距离变长的情况下，无需将在最后切断而进行单片化时的切断用载置台14的移动速度设为通常的移动速度的1/10左右。在因此能够提高制造装置的生产率这样的方面，与现有技术相比较，本发明起到显著的效果。
此外，在引线框架2的连接杆6中，旋转刀12仅对与引线框架2的厚度相当的部分进行切削。在该情况下，与旋转刀12一并将QFN基板1的整个厚度切断的情况相比较，可降低QFN基板1和旋转刀12所分别受到的加工负荷。由此，可防止引脚5的位于产品的上缘附近的侧面5b被沿着旋转刀12的旋转方向拖拽而变形这样的不良情况(尤其是，在引线框架2的材质为铜的情况下容易产生)。
此外，根据本实施例，与将通常的产品单片化的情况同样，使切断用载置台14的移动速度为与通常相同的移动速度即200mm/秒，进行如下工序而将QFN基板1进行了单片化。该如下工序是：对与QFN基板1的整个厚度中的一部分的厚度相当的部分进行切削的工序；将与QFN基板1的整个厚度相当的部分切断的工序；以及对与整个厚度中的剩余的厚度相当的部分进行切削的工序。但并不限于此，在将与QFN基板1的整个厚度相当的部分切断的情况下，也可以是，以比通常的移动速度慢的移动速度使切断用载置台14移动而将QFN基板1切断。在被切断物具有更大的难切削性的情况下，也可以是，例如将移动速度设为通常的移动速度的2/5～1/2左右。
【实施例2】
参照图8对本发明的制造装置的实施例2进行说明。如图8所示，制造装置27是用于将被切断物(多层构造体)单片化成多个产品的装置。制造装置27包括基板供给模块A、基板切断模块B以及检查模块C作为各构成要素。各构成要素(各模块A～C)分别能够相对于其他构成要素装卸且能够相对于其他构成要素更换。
在基板供给模块A设有基板供给机构28。与被切断物相当的QFN基板1被从基板供给机构28输出，被移送机构(未图示)向基板切断模块B移送。在基板供给模块A内设有用于对制造装置27的动作、切断条件等进行设定并进行控制的控制部CTL。
图8所示的制造装置27是单切割载置台方式的制造装置。因而，在基板切断模块B设有一个切断用载置台14。切断用载置台14能够利用移动机构29沿着图中的Y方向移动、且能够利用旋转机构30沿着θ方向转动。在切断用载置台14上安装有切断用夹具15(参照图4的(a)、图4的(b))，QFN基板1载置并吸附在切断用夹具15之上。
在基板切断模块B设有主轴31作为切断机构。制造装置27是设有一个主轴31的单主轴结构的制造装置。主轴31能够独立地沿着X方向移动和沿着Z方向移动。在主轴31安装有旋转刀12。在主轴31设有为了抑制由于高速旋转的旋转刀12所产生的摩擦热量而喷射切削水的切削水用喷嘴(未图示)。通过使切断用载置台14和主轴31相对移动来切断QFN基板1。旋转刀12通过在包括Y方向和Z方向的面内旋转来切断QFN基板1。
在基板切断模块B中，首先，按照沿着QFN基板1的长度方向延伸的切断线对QFN基板1的整个厚度中的一部分的厚度进行切削。接着，利用旋转机构30使QFN基板1旋转90度，按照沿着QFN基板1的宽度方向延伸的切断线将与QFN基板1的整个厚度相当的部分切断。接着，利用旋转机构30使QFN基板1旋转90度，按照沿着QFN基板1的长度方向延伸的切削槽将与QFN基板1的整个厚度中的剩余的厚度相当的部分切断。通过分成三个阶段将QFN基板1切断，可制造出QFN产品13(参照图5的(a)～图7的(b))。
在检查模块C内设有检查用载置台32。在检查用载置台32载置有由将QFN基板1切断来单片化而成的多个QFN产品13形成的集合体、即、已切断的QFN基板33。多个QFN产品13利用检查用的照相机(未图示)进行检查，被分选成合格品和次品。合格品被收纳于托盘34。
此外，在本实施例中，在基板供给模块A内设有进行制造装置27的动作、QFN基板1的输送、QFN基板1的切断、QFN产品13的检查等所有的动作、控制的控制部CTL。但并不限于此，也可以在其他模块内设置控制部CTL。
在本实施例中，对单切割载置台方式且是单主轴结构的制造装置27进行了说明。但并不限于此，也能够将本发明应用于单切割载置台方式且是双主轴结构的制造装置、双切割载置台方式且是双主轴结构的制造装置等。
在各实施例中，首先，按照沿着QFN基板1的长度方向延伸的切断线对QFN基板1的整个厚度中的一部分的厚度进行切削，接着，按照沿着宽度方向延伸的切断线将与QFN基板1的整个厚度相当的部分切断，最后，按照沿着长度方向延伸的切削槽将QFN基板1的整个厚度中的剩余的厚度的部分切断了。但并不限于此，作为变形例，也可以是：首先，按照沿着QFN基板1的宽度方向延伸的切断线对QFN基板1的整个厚度中的一部分的厚度进行切削，接着，按照沿着长度方向延伸的切断线将与QFN基板1的整个厚度相当的部分切断，最后，按照沿着宽度方向延伸的切削槽将QFN基板1的整个厚度中的剩余的厚度的部分切断。
在各实施例中，示出了作为被切断物将具有矩形的形状的QFN基板1切断的情况，该矩形的形状具有长度方向和宽度方向。但并不限于此，也能够将本发明应用于将具有正方形的形状的QFN基板切断的情况。
在各实施例中，示出了作为被切断物将在引线框架2上形成有密封树脂8的QFN基板1切断的情况。但并不限于此，也能够将本发明应用于如下的已密封基板：在该已密封基板中，使用玻璃环氧层叠板、印刷配线板、陶瓷基板、金属基体基板(日文：金属ベース基板)、膜基体基板(日文：フィルムベース基板)等作为被切断物中的基板，并在基板上形成有密封树脂。
作为功能元件，除了IC(Integrated Circuit)、晶体管、二极管等半导体元件之外，也包括传感器、滤波器、致动器、振荡器等。也可以在一个区域中搭载多个功能元件。
在各实施例中，将本发明应用于使用被安装到切断用载置台14的切断用夹具15(参照图4的(a)、图4的(b))来固定被切断物的构成。但并不限于此，也可以将本发明应用于使用粘着带来固定被切断物的构成。
而且，在对硅半导体、化合物半导体的晶圆在晶圆状态下被一并树脂密封而成的晶圆级封装那样实质上具有圆形的形状的被切断物进行切断的情况下，也能够应用至此说明了的内容。本发明中的被切断物是由两种以上的材料形成的多层构造体即可。
本发明的制造装置在通过切断QFN基板1等多层构造体来制造QFN产品13等产品时如下所示那样动作。该动作为如下动作：在最终制造QFN产品13等的工序(最终工序)中，在比该最终工序靠前地形成的切削槽23中，旋转刀12切断QFN基板1。基于此，也可以对制造装置进行控制，以使制造装置如以下那样进行动作。第1，按照沿着宽度方向延伸的多个切断线10将与QFN基板1的整个厚度相当的部分切断。
第2，按照沿着长度方向延伸的多个切断线9对QFN基板1的整个厚度中的一部分的厚度进行切削，从而形成切削槽23。第3，在按照沿着长度方向延伸的多个切断线9形成的切削槽23中，将QFN基板1的整个厚度中的剩余的部分切断。
根据本发明，于在比最终工序靠前的工序中形成的切削槽23中，旋转刀12切断QFN基板1等多层构造体来最终制造QFN产品13等。只要满足这点，就也可以是在将QFN基板1载置于切断用载置台14时，使引线框架2那一侧的面朝下地载置。
本发明的要点在于，在制造通过切断被切断物来单片化而成的多个产品时，采用如下构成。该构成在最终制造多个产品的工序(最终工序)中，于在比该最终工序靠前的工序中形成的切削槽中，切断刀切断被切断物。换言之，本发明的要点在于，在制造通过切断被切断物来单片化而成的多个产品时，在最终工序中切断被切断物的整个厚度中的剩余的一部分的厚度。
只要满足该本发明的要点，被切断物就既可以是多层构造体，也可以是实质上的单层构造体。作为实质上的单层构造体的例子，可列举出在主表面形成有作为电子电路、致动器等发挥功能的功能元件的、由Si、SiC、SiN、GaN、金刚石、蓝宝石等材料形成的基板(晶圆)。此外，作为单层构造体的例子，可列举出玻璃、陶瓷系材料。这些材料是硬脆性材料，因此，在材料被切断时容易产生碎屑(碎片)、裂纹(皲裂)等不良情况。
根据本发明，在切断实质上的单层构造体而最终完成产品的情况下，能够降低加工负荷。由此，第1，能够防止产品从切断用夹具的预定的位置偏移或飞散。因而，能够在制造产品时提高合格品率。第2，能够防止产品产生碎屑、裂纹等不良情况。因而，能够在制造产品时提高产品的品质。
在被切断物为多层构造体的情况以及为实质上的单层构造体的情况中的任一种情况下，本发明的制造装置都进行如下三个动作。
(1)在沿着第1方向延伸的多个切断线处，旋转刀将与被切断物的整个厚度相当的部分切断。
(2)在沿着与第1方向相交的第2方向延伸的多个切断线处，旋转刀对被切断物的整个厚度中的一部分的厚度进行切削，从而形成切削槽。
(3)在沿着第2方向形成的切削槽中，旋转刀将被切断物的整个厚度中的剩余的厚度的部分切断。
进行上述的(1)～(3)的动作的顺序既可以是动作(1)、动作(2)、动作(3)的顺序，也可以是动作(2)、动作(1)、动作(3)的顺序。
在上述的动作(2)中，旋转刀对被切断物的整个厚度中的位于上侧的一部分的厚度进行切削。在上述的动作(3)中，旋转刀将被切断物的整个厚度中的位于下侧的剩余的厚度(从整个厚度减去了在动作(2)中已切削了的一部分的厚度而剩余的厚度)切断。因而，在动作(2)以及动作(3)中的任一种情况下，与旋转刀将被切断物的整个厚度一并切断的情况相比较，旋转刀和被切断物所受到的加工负荷也被降低。由此，在动作(2)中，能够防止在产品的上缘附近产生碎屑、裂纹等不良情况。在动作(3)中，能够防止产品从切断用夹具的预定的位置偏移或飞散。
在被切断物具有更大的硬度的情况或被切断物具有更大的脆性的情况下，换言之，在被切断物具有更大的难切削性的情况下，本发明的制造装置进行如下四个动作。
(1)在沿着第1方向延伸的多个切断线处，旋转刀对被切断物的整个厚度中的一部分的厚度进行切削，从而形成切削槽。
(2)在沿着第1方向形成的切削槽中，旋转刀将被切断物的整个厚度中的剩余的厚度切断。
(3)在沿着与第1方向相交的第2方向延伸的多个切断线处，旋转刀对被切断物的整个厚度中的一部分的厚度进行切削，从而形成切削槽。
(4)在沿着第2方向形成的切削槽中，旋转刀将被切断物的整个厚度中的剩余的厚度切断。
上述四个动作也可应用于被切断物为多层构造体的情况以及实质上的单层构造体的情况中的任一种情况。进行上述(1)～(4)的动作的顺序满足如下两个顺序中的每一个顺序即可。第1，在动作(1)之后进行动作(2)。第2，在动作(3)之后进行动作(4)。出于将由旋转机构30进行的切断用载置台14的旋转次数(参照图5的(a)～图8)设为最少这样的观点考虑，优选动作的顺序为动作(1)、动作(2)、动作(3)、动作(4)的顺序、或者动作(3)、动作(4)、动作(1)、动作(2)的顺序。通过恰当地进行上述四个动作，能够防止在产品的上缘附近产生碎屑、裂纹等，并能够防止产品从切断用夹具的预定的位置产生偏移、飞散等。
总之，在被切断物具有较大的难切削性的情况下，本发明的制造装置进行如下动作。在沿着第1方向延伸的多个切断线处，旋转刀通过N个阶段的切削切断被切断物(N是满足N≥1的整数)。在沿着第2方向延伸的多个切断线处，旋转刀通过M个阶段的切削切断被切断物(M是满足M≥2的整数)。在被切断物的难切削性由于所切削的方向不同而不同的情况下，能够使沿着具有较大的难切削性的方向进行切断的阶段数量大于沿着具有较小的难切削性的方向进行切断的阶段数量。
对本发明的实施方式进行了说明，但此次公开的实施方式在所有方面都是例示，应该认为不是限定性的。本发明的范围由权利要求书表示，意在包括与权利要求书同等的意思以及范围内的所有变更。

Claims (12)

1.一种制造装置，该制造装置在通过对被切断物进行切断来制造与多个区域的每一个区域相对应的多个产品时被使用，该被切断物具有沿着第1方向延伸的多个第1切断线、沿着与所述第1方向相交的第2方向延伸的多个第2切断线、分别由所述第1切断线和所述第2切断线围成的所述多个区域，其中，
该制造装置包括：
载置台，其用于载置所述被切断物；
旋转刀，其用于切断所述被切断物；
移动机构，其用于使所述载置台和所述旋转刀以相对的移动速度相对移动；以及
控制部，其用于至少控制所述旋转刀的旋转和由所述移动机构进行的移动，
所述控制部对所述制造装置进行控制，以使所述制造装置按照第2动作、第1动作、第3动作的顺序进行如下的第1动作～第3动作，从而利用所述第1动作～第3动作将被切断物单片化：
(1)在所述多个第1切断线处、所述旋转刀以第1移动速度切断所述被切断物的第1动作；
(2)在所述多个第2切断线处、所述旋转刀以第2移动速度对所述被切断物的整个厚度中的一部分的厚度进行切削、从而形成切削槽的第2动作；
(3)在所述切削槽中、所述旋转刀以第3移动速度将所述被切断物的整个厚度中的剩余的厚度切断的第3动作。
2.根据权利要求1所述的制造装置，其中，
所述被切断物包括基板和分别设置到所述基板上的所述多个区域中的功能元件。
3.根据权利要求1所述的制造装置，其中，
所述被切断物包括基板、分别设置到所述基板上的所述多个区域中的功能元件以及用于保护所述功能元件的密封树脂。
4.根据权利要求3所述的制造装置，其中，
所述基板是引线框架，
所述旋转刀的厚度大于所述引线框架所包含的连接杆的宽度。
5.根据权利要求4所述的制造装置，其中，
所述多个产品是QFN产品。
6.根据权利要求1所述的制造装置，其中，
所述第3移动速度与所述第2移动速度相同或所述第3移动速度比所述第2移动速度慢。
7.一种制造方法，在该制造方法中，通过对被切断物进行切断，来制造与多个区域的每一个区域相对应的多个产品，该被切断物具有沿着第1方向延伸的多个第1切断线、沿着与所述第1方向相交的第2方向延伸的多个第2切断线、分别由所述第1切断线和所述第2切断线围成的所述多个区域，其中，
该制造方法包括：
准备制造装置的工序，该制造装置包括：载置台，其用于载置所述被切断物；旋转刀，其用于切断所述被切断物；以及移动机构，其用于使所述载置台和所述旋转刀以相对的移动速度相对移动；
第1工序，在该第1工序中，在所述多个第1切断线处，所述旋转刀以第1移动速度切断所述被切断物；
第2工序，在该第2工序中，在所述多个第2切断线处，所述旋转刀以第2移动速度对所述被切断物的整个厚度中的一部分的厚度进行切削，从而形成切削槽；以及
第3工序，在该第3工序中，在所述切削槽中，所述旋转刀以第3移动速度切断所述被切断物的整个厚度中的剩余的厚度，
所述第1工序～第3工序按照第2工序、第1工序、第3工序的顺序进行，利用所述第1工序～第3工序将所述被切断物单片化。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其中，
所述被切断物包括基板和分别设置到所述基板上的所述多个区域中的功能元件。
9.根据权利要求7所述的制造方法，其中，
所述被切断物包括：基板、分别设置到所述基板上的所述多个区域中的功能元件以及用于保护所述功能元件的密封树脂。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其中，
所述基板是引线框架，
所述旋转刀的厚度大于所述引线框架所包含的连接杆的宽度。
11.根据权利要求10所述的制造方法，其中，
所述多个产品是QFN产品。
12.根据权利要求7所述的制造方法，其中，
所述第3移动速度与所述第2移动速度相同或所述第3移动速度比所述第2移动速度慢。
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